太阳系：太阳系的中心到底在哪？几百年过去了，科学家还在寻找( 二 ) 脉冲星|引力波|天文学家

为了观测太阳系质心的变化，他们借助了一种宇宙工具——脉冲星。
脉冲星是中子星的一种，它有两个特点，其一是可以发出强烈的脉冲信号，因此又被称作宇宙的灯塔；其二是它们自转速度极快，而且时间极为精准，可以达到毫秒级。当它们的脉冲信号扫过地球方向的时候，我们就会检测到这个信号的一个波峰，从而计算它的自转周期。因此，对于天文学家来说，脉冲星可以辅助在其他很多方面进行天文观测。
比如说，一旦我们发现某些脉冲星的自转周期并不规律，那不是因为脉冲星本身出了问题，而是它的脉冲信号受到了干扰，比如周围有其他天体的引力作用导致它自转不规律，或者我们和脉冲星之间相对位置的变化导致仅仅是观测上出现变化等等。
近些年来，包括北美引力波纳米赫兹天文台（简称NANOGrav）在内的许多观测设备都在持续关注着脉冲星，希望寻找到低频引力波导致的脉冲星信号变化。
范德比尔特大学的天文学家和物理学家Stephen Taylor向我们解释其中的原理：“有了对银河系内脉冲星的观测，我们就可以像一只静坐在网上的蜘蛛一样，当我们试图探测这张网上最微弱的振动时，我们对于它质心的了解就显得至关重要了。 ”
为此，他们建立了一个名为BayesEphem的软件，旨在对太阳系内与利用脉冲星搜索的引力波之间相关性最强的天体轨道进行建模和修正。其中，木星的建模尤其重要，因为它对整个太阳系的质心位置至关重要，在将太阳系质心拖出太阳内部的过程中出了最大的力。而且，我们对于它的公转轨道，还没有一个完全透彻的了解。
在利用BayesEphem来分析NANOGrav的数据后，他们能够得到引力波背景和探测的统计数据的上限。并且，他们能够借此对太阳系的质心进行前所未有的精确计算，误差在100米以内。
这个误差值对于我们来说已经相当惊人了，让我们可以更好地了解太阳系内天体的运动规律。尽管太阳占据了整个太阳系99.86%的质量，而木星则仅仅占了大约0.1% ，但它依然无法抵御木星带来的影响。由此可见，天体运行规律在受到多方干扰后会变得多么混乱。至于三黑洞系统、超星系团等宇宙结构，我们就更难说得清了。
研究人员指出， BayesEphem在未来还可以帮助我们对宇宙中的低频引力波进行更加精确的探测。我们知道，由于受空间距离的限制和地球重力梯度噪声的影响，我们对于低频引力波的探测始终面临着重重的考验。而低频引力波来自于双星系、超大质量双黑洞和大质量比双黑洞的并合及大质量天体的爆炸等现象，对于我们揭开宇宙的一些秘密至关重要。因此，在BayesEphem的帮助下，我们或许将找到一些问题的答案，这也是NANOGrav的主要工作。
（图片说明：引力波示意图）
【太阳系：太阳系的中心到底在哪？几百年过去了，科学家还在寻找】宇宙中还有很多我们人力暂时还无法触及的秘密，需要更多的科学工作者前赴后继，才能够将它们一一揭开。科学之路漫漫，我们在相当长的一段时间内，都无法看到它的终点……